KR20240021570A - 상공망용 기지국과 그 빔포밍 방법 - Google Patents

상공망용 기지국과 그 빔포밍 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 상공망용 기지국이 수행하는 빔포밍 방법은, 상공망을 이용해 통신을 수행하는 비행체로부터 복수의 서로 다른 빔 중 적어도 하나에 대한 수신 정보가 포함된 빔 리포트를 수신하는 단계와, 상기 수신된 빔 리포트에 기초하여 상기 비행체를 향하여 사용할 빔 정보를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

상공망용 기지국과 그 빔포밍 방법{base station for aerial network and beamforming method thereof}
본 발명은 상공망을 통한 무선 통신 서비스를 지원하는 상공망용 기지국과 이 상공망용 기지국의 빔포밍 방법에 관한 것이다.
최근 선진국들을 중심으로 도심항공교통(urban air mobility, UAM)에 대한 관심이 높아지고 있고, 우리나라 또한 한국형 도심항공교통에 대해 종합실증을 수행한 바 있고 그 상용화를 앞둔 시점에 있다.
한국형 도심항공교통의 기술 로드맵에 따르면 UAM 비행체의 운항 고도는 300 미터 내지 600 미터 정도이고, 최대 운항 속도는 320km/h 정도로 기대되며, 정해진 운항 경로를 따라 운용될 것으로 예상된다.
UAM 비행체의 운항 경로에는 UAM 비행체에 데이터 송수신 서비스를 지원하기 위해 이동통신 기지국이 설치될 예정이며, 각 기지국은 일정 범위의 통신을 담당함으로써, UAM 비행체들이 기지국들에 의해 제공되는 상공망의 셀 커버리지 내에서 통해 통신을 수행할 수 있다.
그런데, 상공망을 통한 UAM 운용 시스템은 LOS(line of sight) 환경과 지상망과의 공존으로 인해 간섭의 영향을 크게 받는다. 특히 상공망의 상향 링크는 인접된 상공망용 기지국과 접속되어 있는 UAM 비행체로부터의 상향 신호 간섭과 지상망을 이용하는 이동통신단말로부터의 상향 신호 간섭, 그리고 대기 도관 현상(atmospheric ducting phenomenon)에 의한 인접된 상공망용 기지국으로부터의 간섭 등 다양한 형태의 간섭 영향이 발생할 수 있고, 이러한 간섭 영향은 시간에 따라 변하기 때문에 이를 예측하여 최소화하기가 매우 어렵다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0014239호, 공개일자 2011년 02월 10일.
실시예에 따르면, 빔포밍을 통해 상공망의 비행체와의 통신 링크 신호 수신 세기를 높여 통신 링크의 성능을 향상시킴으로써 상공망 특성에 의한 다양한 간섭 영향을 극복하는 상공망용 기지국 및 그 빔포밍 방법을 제공한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
제 1 관점에 따른 상공망용 기지국이 수행하는 빔포밍 방법은, 상공망을 이용해 통신을 수행하는 비행체로부터 복수의 서로 다른 빔 중 적어도 하나에 대한 수신 정보가 포함된 빔 리포트를 수신하는 단계와, 상기 수신된 빔 리포트에 기초하여 상기 비행체를 향하여 사용할 빔 정보를 결정하는 단계를 포함한다.
제 2 관점에 따른 상공망용 기기지국은, 비행체와 상공망을 통해 통신을 수행하는 통신부와, 상기 통신부를 제어하는 프로세서부를 포함하고, 상기 프로세서부는, 상기 통신부가 상기 비행체로부터 복수의 서로 다른 빔 중 적어도 하나에 대한 수신 정보가 포함된 빔 리포트를 수신하면, 상기 수신된 빔 리포트에 기초하여 상기 비행체를 향하여 사용할 빔 정보를 결정한다.
실시예에 따르면, 상공망을 통한 무선 통신 서비스를 지원함에 있어서 빔포밍을 통해 상공망의 비행체와의 통신 링크 신호 수신 세기를 높여 통신 링크의 성능을 향상시킴으로써 상공망 특성에 의한 다양한 간섭 영향을 극복한다. 나아가, UAM 운용 시스템의 UAM 비행체에 대해 기 설정된 운항 경로에 기초하여 사용 빔 후보를 선택해 빔포밍을 수행함으로써 UAM 운용 시스템의 상공망에 최적화된 빔포밍을 통해 통신 링크의 성능 향상을 극대화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상공망용 기지국을 포함하여 구성되는 UAM 운용 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상공망용 기지국의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상공망용 기지국의 빔포밍 수행 상황을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상공망용 기지국이 수행하는 빔포밍 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 UAM 운용 시스템에서 UAM 비행체의 운항 경로에 따라 빔포밍이 변화되는 예를 보인 개념도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, 명세서에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA나 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상공망용 기지국을 포함하여 구성되는 UAM 운용 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, UAM 운용 시스템(100)은 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113), 기지국(120), 서버(130) 및 UTM(140)(unmanned aircraft system traffic management)을 포함할 수 있다.
복수의 UAM 비행체(111, 112, 113)는 UTM(140) 내의 PSU(provider of service for UAM)에 기 설정된 운항 경로 정보에 따른 운항 경로를 따라 운용되고, 기지국(120) 및 서버(130)에 의해 무선 통신이 지원되는 환경하에 기지국(120)에 의한 셀 커버리지 내에서 상공망(101)을 이용할 수 있다. 도 1에는 3개의 UAM 비행체(111, 112, 113)를 도시하였으나 이는 일 예를 나타낸 것으로서 UAM 비행체의 수는 얼마든지 변경될 수 있다.
기지국(120)은 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113) 중 자신의 셀 커버리지 내에 위치하는 UAM 비행체에 대해 상공망(101)을 통한 이동통신 서비스를 제공한다. 그리고, 기지국(120)은 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113)로부터 복수의 서로 다른 빔 중 적어도 하나에 대한 수신 정보가 포함된 빔 리포트를 수신하며, 수신된 빔 리포트에 기초하여 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113) 중 적어도 하나에 대하여 사용할 빔 정보를 결정해 결정된 빔 정보에 따라 빔포밍을 수행한다. 도 1에는 하나의 기지국(120)을 예시적으로 도시하였지만 상공망(101)은 복수의 기지국(120)이 각각 제공하는 셀 커버리지의 집합에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 기지국(120)은 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로를 따라 진행 방향으로 배치된 복수의 이동통신 셀 중 적어도 하나의 셀을 각각 셀 커버리지로서 제공할 수 있다. 이러한 기지국(120)은 도 2를 참조하여 다시 살펴보기로 한다.
서버(130)는 UTM(140)에 기 설정된 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로 정보에 기초하여 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113)에 대해 이동통신을 제공하는 이동통신 셀들에 대한 정보를 기지국(120)을 통해 UAM 비행체(111, 112, 113)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 상공망(101)이 3GPP 4G/5G로 구현된 경우에 서버(130)는 MME(mobility management entity)이거나 코어 네트워크를 구성하는 다른 엔티티일 수 있다.
UTM(140) 내의 PSU는 UAM 비행체(111, 112, 113)의 출발지, 도착지, 운항 시간, 기상 환경 등의 관련 정보들에 기초하여 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로를 결정 및 설정할 수 있고, 이렇게 설정된 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로 정보를 서버(130)에 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국(120)의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 기지국(120)은 통신부(121) 및 프로세서부(122)를 포함하며, 저장부(123)를 더 포함할 수 있다.
통신부(121)는 프로세서부(122)의 제어에 따라 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113)와 상공망(101)을 통해 통신을 수행한다.
프로세서부(122)는 통신부(121)를 제어한다. 이러한 프로세서부(122)는 통신부(121)가 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113)로부터 복수의 서로 다른 빔 중 적어도 하나에 대한 수신 정보가 포함된 빔 리포트를 수신하면, 수신된 빔 리포트에 기초하여 복수의 UAM 비행체(111, 112, 113) 중 적어도 하나에 대하여 사용할 빔 정보를 결정해 결정된 빔 정보에 따라 빔포밍을 수행하도록 통신부(121)를 제어한다.
이러한 프로세서부(122)는 통신부(121)가 빔 리포트를 수신하기 전에 복수의 서로 다른 빔을 이용해 빔 스위핑을 수행하도록 통신부(121)를 제어할 수 있고, 통신부(121)가 수신하는 빔 리포트에는 복수의 서로 다른 빔 중 UAM 비행체(111, 112, 113)가 수신한 빔의 신호 세기 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 빔 리포트에는 복수의 서로 다른 빔 중 수신 세기가 큰 순서로 2개 이상의 빔에 대한 신호 세기 정보가 포함될 수 있으며, 프로세서부(122)가 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 2개 이상의 빔에 대한 신호 세기의 차이와 기 설정된 임계값과의 비교 결과에 따라 어느 하나의 빔 정보를 선택할 수 있다.
프로세서부(122)는 사용할 빔 정보를 결정하기 전에 UAM 비행체(111, 112, 113)의 기 설정된 운항 경로에 기초하여 셀 커버리지 내 사용 빔 후보를 선택할 수 있고, 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 빔 리포트에 포함된 빔 정보에사용 빔 후보와 그 주변 빔이 존재하지 않을 경우 잘못된 빔 방향으로 인해 오히려 통신 링크의 신호 세기가 넓은 빔을 사용하는 것보다 낮아질 가능성이 있기 때문에 기 설정된 빔을 사용할 빔 정보로서 결정할 수 있다. 또는, 프로세서부(122)는 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 빔 리포트에 포함된 빔 정보가 사용 빔 후보에 존재하지 않을 경우 빔 리포트에 포함된 빔 정보를 사용할 빔 정보로서 결정할 수 있다. 또는, 프로세서부(122)는 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 사용 빔 후보와 그 주변 방향 빔이 빔 리포트에 모두 존재하지만 수신 세기가 큰 순서가 다를 경우 사용 빔 후보와 주변 방향 빔의 수신 세기의 차와 기 설정된 임계값을 비교한 결과에 따라 사용 빔 후보 또는 주변 방향 빔을 사용할 빔 정보로서 결정할 수 있다. 또한, 프로세서부(122)는 빔 리포트에 용 빔 후보가 포함되어 있는지 여부에 따라 빔 리포트의 주기를 조정한 결과를 UAM 비행체(111, 112, 113)에 제공하도록 통신부(121)를 제어할 수 있다.
저장부(123)는 프로세서부(122)에 의한 각종 처리 결과를 프로세서부(122)의 제어에 따라 저장할 수 있다. 이러한 저장부(123)에는 본 발명의 실시예에 따른 빔포밍 방법에 따른 각각의 단계를 프로세서부(122)가 수행하도록 하는 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상공망용 기지국의 빔포밍 수행 상황을 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상공망용 기지국이 수행하는 빔포밍 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 UAM 운용 시스템에서 UAM 비행체의 운항 경로에 따라 빔포밍이 변화되는 예를 보인 개념도이다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 UAM 운용 시스템(100)에서 기지국(120)이 UAM 비행체(111, 112, 113)에 대하여 수행하는 빔포밍 과정에 대해 살펴보기로 한다.
먼저, UTM(140) 내의 PSU는 UAM 비행체(111, 112, 113)의 출발지, 도착지, 운항 시간, 기상 환경 등의 관련 정보들에 기초하여 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로를 결정 및 설정할 수 있고, 이렇게 설정된 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로에 대한 정보는 서버(130)를 통해 상공망(101) 내의 기지국(120)에 전달된다.
그러면, 기지국(120)의 통신부(121)는 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로에 대한 정보를 수신해 프로세서부(122)에 제공하고, 프로세서부(122)는 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로에 따라 자신이 관장하는 셀 커버리지 내의 사용 빔 후보를 선택한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 UAM 운용 시스템(100)에서 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 경로(501)에 따라 빔포밍이 변화되는 예를 보인 개념도이다. UAM 비행체(111)의 운항 경로(501)가 셀 #1 커버리지(511)와 셀 #2 커버리지(512)를 도 5에 나타낸 바와 같이 통과할 때에, 기지국(120)이 셀 #1 커버리지(511)를 관장할 때에는 프로세서부(122)가 빔 #3(523)에서 빔 #2(522)로 변경하는 것으로 사용 빔 후보를 선택할 수 있고, 기지국(120)이 셀 #2 커버리지(512)를 관장할 때에는 프로세서부(122)가 빔 #1(521)에서 빔 #2(522)로 변경하는 것으로 사용 빔 후보를 선택할 수 있다(S410).
이후, UAM 비행체(111, 112, 113)가 기 설정된 운항 경로를 따라 비행할 수 있고, UAM 비행체(111, 112, 113)는 기지국(120)으로부터 수신되는 복수의 서로 다른 빔 중 적어도 하나에 대한 수신 정보가 포함된 빔 리포트를 생성해 기지국(120)으로 송신한다(S430). 여기서, 기지국(120)은 UAM 비행체(111, 112, 113)가 빔 리포트를 생성하기에 앞서 도 3에 나타낸 바와 같이 자신이 관장하는 셀 커버리지(301)에 대한 빔 스위핑(302)을 통해 UAM 비행체(111, 112, 113)가 빔 리포트를 원활히 생성할 수 있도록 지원할 수 있다. 예를 들어, 기지국(120)은 자신이 사용할 여러 빔들을 스위핑하여 UAM 비행체(111, 112, 113)가 각각의 빔을 측정할 수 있게 할 수 있다. 예컨대, 기지국(120)은 능동 안테나 장치(active antenna unit) 내 2차원으로 배열된 여러 개의 능동형 안테나를 활용하여 빔을 형성하고 해당 빔을 사용하여 특정 위치/방향으로 전송 에너지를 집중시켜 송신할 수 있다. 이때, 기지국(120)은 빔 넓이와 이득의 균형 조절(trade-off)를 통해 다양한 빔 형상을 구성할 수 있고, 다양한 형상의 빔을 SSB(synchronization signal block)의 형태로 스위핑 할 수 있다(S420).
UAM 비행체(111, 112, 113)에 의한 빔 리포트에는 복수의 서로 다른 빔 중 수신 세기가 큰 순서로 2개 이상의 빔에 대한 신호 세기 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, UAM 비행체(111, 112, 113)는 기지국(120)로부터 송신되는 다양한 형상의 빔 중에서 신호 세기가 큰 3개의 빔에 대한 정보를 빔 리포트에 포함시킬 수 있다.
기지국(120)의 통신부(121)는 UAM 비행체(111, 112, 113)로부터 수신된 빔 리포트를 프로세서부(122)에 전달하고, 프로세서부(122)는 수신된 빔 리포트에 기초하여 UAM 비행체(111, 112, 113)를 향하여 사용할 빔 정보를 결정한다.
여기서, 기지국(120)이 빔 리포트에 기초하여 사용할 빔 정보를 결정하는 절차는 다양한 형태로 수행될 수 있다.
기지국(120)의 프로세서부(122)는 UAM 비행체(111, 112, 113)를 향하여 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 빔 리포트에 포함된 2개 이상의 빔에 대한 신호 세기의 차이와 기 설정된 임계값과의 비교 결과에 따라 어느 하나의 빔 정보를 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 셀 #2 커버리지(512) 내 빔 #1(521) 영역 내에서 UAM 비행체(111, 112, 113)에서 수신되는 가장 센 2개의 빔 #1과 빔 #2가 빔 리포트에 포함된 경우, 프로세서부(122)는 일반적인 경우 빔 #1(521)을 사용할 빔 정보로서 선택할 수 있지만 두 신호 세기의 크기 차, 즉 빔 #1(521)의 신호 세기에서 빔 #2(522)의 신호 세기를 감산한 값이 기 설정된 임계값 이하일 경우에 사용할 빔 정보로서 빔 #2(522)를 선택한다. 반면 셀 #1의 커버리지(511)의 경우의 예로는 UAM 비행체(111, 112, 113)에서 수신되는 가장 센 3개의 빔 #1, 빔 #2, 빔 #3이 빔 리포트에 포함된 경우, 프로세서부(122)는 일반적인 경우, 즉 빔 #3(523)과 빔 #2(522)의 신호 세기의 차이 및 빔 #1(521)과 빔 #2(522)의 신호 세기의 차이가 기 설정된 임계값 이하일 경우에 사용할 빔 정보로서 빔 #2(522)를 선택한다. 여기서, 빔 선택 및 변경에 이용되는 임계값의 크기는 UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 속도에 따라 변화될 수 있다. 예컨대, UAM 비행체(111, 112, 113)의 운항 속도가 빠를수록 더 큰 임계값을 이용할 수 있다.
또한, 기지국(120)의 프로세서부(122)는 UAM 비행체(111, 112, 113)를 향하여 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 빔 리포트에 포함된 빔 정보에 사용 빔 후보와 그 주변 빔이 존재하지 않을 경우 기 설정된 빔을 사용할 빔 정보로서 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 셀 #2 커버리지(512) 내의 사용 빔 후보가 빔 #1(521)인 영역에서 빔 리포트에 포함된 빔 정보가 빔 #5(미도시) 등이 포함되어 있는 경우, 프로세서부(122)는 빔 #5는 빔 #1 및 그 주변 빔(예컨대, 도 3에 나타낸 빔 #0 및 빔 #2)이 아니고 이처럼 잘못된 빔 방향은 무방향성 전송에 비해 오히려 신호 세기 품질이 떨어질 수 있기에 기 설정된 빔을 사용하는 것으로 결정함으로써 안정적인 통신 링크 확보가 가능하도록 한다.
또한, 기지국(120)의 프로세서부(122)는 UAM 비행체(111, 112, 113)를 향하여 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 빔 리포트에 포함된 빔 정보가 사용 빔 후보에 존재하지 않을 경우 빔 리포트에 포함된 빔 정보를 사용할 빔 정보로서 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 셀 #2 커버리지(512) 내의 사용 빔 후보가 빔 #1(521)인 영역에서 빔 리포트에 포함된 빔 정보에 빔 #1 없이 빔 #2가 포함된 경우, 프로세서부(122)는 UAM 비행체(111, 112, 113)를 향하여 사용할 빔 정보로서 빔 #2를 결정할 수 있다.
또한, 기지국(120)의 프로세서부(122)는 UAM 비행체(111, 112, 113)를 향하여 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 사용 빔 후보와 그 주변 방향 빔이 빔 리포트에 모두 존재하지만 수신 세기가 큰 순서가 다를 경우 사용 빔 후보와 주변 방향 빔의 수신 세기의 차와 기 설정된 임계값을 비교한 결과에 따라 사용 빔 후보 또는 주변 방향 빔을 사용할 빔 정보로서 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 셀 #2 커버리지(512) 내의 빔 #1(521) 영역에서 빔 #2의 신호 세기가 가장 크고 그 다음으로 빔 #1의 신호 세기가 클 때에 빔 #2와 빔 #1의 신호 세기 차이가 기 설정된 임계값 이하일 경우에는 사용 빔 후보인 빔 #1을 그대로 사용할 빔 정보로서 결정할 수 있고, 빔 #2와 빔 #1의 신호 세기 차이가 기 설정된 임계값을 초과일 경우에는 사용 빔 후보의 주변 빔인 빔 #2을 사용할 빔 정보로서 결정할 수 있다(S440)
또한, 기지국(120)의 프로세서부(122)는 빔 리포트에 사용 빔 후보가 포함되어 있는지 여부에 따라 빔 리포트의 주기를 조정한 결과를 UAM 비행체(111, 112, 113)에 전송하도록 통신부(121)를 제어할 수 있고, 통신부(121)는 프로세서부(122)의 제어에 따라 빔 리포트의 주기를 조정한 결과를 UAM 비행체(111, 112, 113)에 전송할 수 있다. 빔 리포트 전송 주기를 짧게 할 경우 UAM 비행체(111, 112, 113)의 통신 링크에 대한 정보를 자주 받을 수 있지만 경우 UAM 비행체(111, 112, 113)의 기 설정된 운항 경로에 따라 사전 계획 및 선택된 대로의 빔 변경으로 잘 이루어지고 있는 경우에는 불필요하게 통신 자원의 낭비를 초래할 수 있기 때문이다. 이에, 프로세서부(122)는 사용 빔 후보가 빔 리포트에 포함되어 있지 않는 경우에는 빔 리포트의 주기를 짧게 조정할 수 있고, 사용 빔 후보가 빔 리포트에 포함되어 있는 경우는 빔 리포트의 주기를 길게 조정할 수 있다. 이처럼, 빔 리포트 주기를 조정하는 절차는 단계 S440에서 빔 정보를 결정하는 절차와 병렬적으로 수행할 수도 있고, 단계 S440에서 빔 정보를 결정하는 절차보다 먼저 수행하거나 나중에 수행할 수도 있다(S450).
프로세서부(122)는 결정된 빔 정보에 따라 빔포밍을 수행하도록 통신부(121)를 제어하고, 통신부(121)는 프로세서부(122)의 제어에 따라 단계 S440에서 결정된 빔을 이용해 UAM 비행체(111, 112, 113)에 대하여 빔포밍을 수행한다.
한편, 전술한 실시예에 따른 상공망용 기지국(120)이 수행하는 빔포밍 방법에 포함된 각각의 단계를 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하도록 컴퓨터 프로그램이 구현될 수 있다.
또한, 전술한 실시예에 따른 상공망용 기지국(120)이 수행하는 빔포밍 방법에 포함된 각각의 단계를 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 상공망을 통한 무선 통신 서비스를 지원함에 있어서 빔포밍을 통해 상공망의 비행체와의 통신 링크 신호 수신 세기를 높여 통신 링크의 성능을 향상시킴으로써 상공망 특성에 의한 다양한 간섭 영향을 극복한다. 나아가, UAM 운용 시스템의 UAM 비행체에 대해 기 설정된 운항 경로에 기초하여 사용 빔 후보를 선택해 빔포밍을 수행함으로써 UAM 운용 시스템의 상공망에 최적화된 빔포밍을 통해 통신 링크의 성능 향상을 극대화하는 효과가 있다.
본 발명에 첨부된 각 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: UAM 운용 시스템
111, 112, 113: UAM 비행체
120: 기지국
121: 통신부
122: 프로세서부

Claims (9)

  1. 상공망용 기지국이 수행하는 빔포밍 방법으로서,
    상공망을 이용해 통신을 수행하는 비행체로부터 복수의 서로 다른 빔 중 적어도 하나에 대한 수신 정보가 포함된 빔 리포트를 수신하는 단계와,
    상기 수신된 빔 리포트에 기초하여 상기 비행체를 향하여 사용할 빔 정보를 결정하는 단계를 포함하는
    상공망용 기지국의 빔포밍 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔 리포트를 수신하기 전에 상기 복수의 서로 다른 빔을 이용해 빔 스위핑을 수행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 빔 리포트에는 상기 복수의 서로 다른 빔 중 상기 비행체가 수신한 빔의 신호 세기 정보가 포함된
    상공망용 기지국의 빔포밍 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔 리포트에는 상기 복수의 서로 다른 빔 중 수신 세기가 큰 순서로 2개 이상의 빔에 대한 신호 세기 정보가 포함되며,
    상기 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 상기 2개 이상의 빔에 대한 신호 세기의 차이와 기 설정된 임계값과의 비교 결과에 따라 어느 하나의 빔 정보를 선택하는
    상공망용 기지국의 빔포밍 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용할 빔 정보를 결정하기 전에 상기 비행체의 기 설정된 운항 경로에 기초하여 셀 커버리지 내 사용 빔 후보를 선택하는 단계를 더 포함하고,
    상기 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 상기 빔 리포트에 상기 사용 빔 후보 및 그 주변 빔이 존재하지 않은 기 설정된 빔을 상기 사용할 빔 정보로서 결정하는
    상공망용 기지국의 빔포밍 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용할 빔 정보를 결정하기 전에 상기 비행체의 기 설정된 운항 경로에 기초하여 셀 커버리지 내 사용 빔 후보를 선택하는 단계를 더 포함하고,
    상기 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 상기 빔 리포트에 포함된 빔 정보가 상기 사용 빔 후보에 존재하지 않을 경우 상기 빔 리포트에 포함된 빔 정보를 상기 사용할 빔 정보로서 결정하는
    상공망용 기지국의 빔포밍 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용할 빔 정보를 결정하기 전에 상기 비행체의 기 설정된 운항 경로에 기초하여 셀 커버리지 내 사용 빔 후보를 선택하는 단계를 더 포함하고,
    상기 사용할 빔 정보를 결정할 때에, 상기 사용 빔 후보와 그 주변 방향 빔이 상기 빔 리포트에 모두 존재하지만 수신 세기가 큰 순서가 다를 경우 상기 사용 빔 후보와 상기 주변 방향 빔의 수신 세기의 차와 기 설정된 임계값을 비교한 결과에 따라 상기 사용 빔 후보 또는 상기 주변 방향 빔을 상기 사용할 빔 정보로서 결정하는
    상공망용 기지국의 빔포밍 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용할 빔 정보를 결정하기 전에 상기 비행체의 기 설정된 운항 경로에 기초하여 셀 커버리지 내 사용 빔 후보를 선택하는 단계와,
    상기 빔 리포트에 상기 사용 빔 후보가 포함되어 있는지 여부에 따라 상기 빔 리포트의 주기를 조정한 결과를 상기 비행체에 제공하는 단계를 더 포함하는
    상공망용 기지국의 빔포밍 방법.
  8. 비행체와 상공망을 통해 통신을 수행하는 통신부와,
    상기 통신부를 제어하는 프로세서부를 포함하고,
    상기 프로세서부는,
    상기 통신부가 상기 비행체로부터 복수의 서로 다른 빔 중 적어도 하나에 대한 수신 정보가 포함된 빔 리포트를 수신하면, 상기 수신된 빔 리포트에 기초하여 상기 비행체를 향하여 사용할 빔 정보를 결정하는
    상공망용 기지국.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서부는,
    상기 빔 리포트를 수신하기 전에 상기 복수의 서로 다른 빔을 이용해 빔 스위핑을 수행하도록 상기 통신부를 제어하고,
    상기 빔 리포트에는 상기 복수의 서로 다른 빔 중 상기 비행체가 수신한 빔의 신호 세기 정보가 포함된
    상공망용 기지국.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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